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  • 1 # 通訊M班長

    希爾伯特

    Hilbert變換的定義

    談到希爾伯特變換,我們先直接來看它的定義

    從定義來看,其就是一個卷積運算,原訊號與1/πt的卷積,就是希爾伯特變換。

    Hilbert變換的物理意義

    這一切還得從DSB訊號說起......

    我們都知道模擬調製技術中,有一種技術叫做DSB(Double Side Band)雙邊帶調製技術,其時域表示式為:

    m(t)是原始訊號(調製訊號),coswct是載波訊號,用原始訊號去調製載波,具體的圖形變化如下:

    左邊一列是時域的波形變化,右邊一列是對應的傅立葉變換,也就是頻譜圖。從頻譜圖中,我們可以看到,DSB訊號的頻譜Sdsb(w)是一個雙邊帶的譜,分別有上邊帶和下邊帶,上下兩個邊帶是對稱的。

    這就是為什麼叫它為DSB訊號的緣由。

    既然這裡是上下兩個邊帶,而且是對稱的,那麼我們只要傳輸一個邊帶,另外一個邊帶不需要傳輸啊,因為它們是對稱的。

    所以我們可以推匯出單邊帶SSB訊號。

    我們先從原始訊號m(t)的頻譜M(w)開始,因為這個頻譜是雙邊帶的,我們先砍去一半的頻譜?

    怎麼砍?

    利用我們熟悉的階躍函式啊!

    這樣,直接就把M(w)變成單邊帶了。如下圖1-2所示:

    然後我們把Ma(w)的頻譜向右平移wc,變為Ma(w-wc),如圖3所示。

    這時的頻譜是單邊帶的,而且是調製搬移後的。

    但是,你想過沒有,以上都是在頻域變化的。

    在頻域,我們用階躍函式去砍掉一個邊帶,那麼這個操作在時域是什麼樣子呢?

    這個時候我們透過傅立葉反變換,求得時域的表示式:

    m(t)+jm(t)*(1/πt)

    於是,我們把m(t)*(1/πt)定義成希爾伯特變化,真個表示式稱為解析形式,它具有單邊帶的頻譜。

    這樣的解釋,應該式最直接與易理解的。

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